教你玩轉(zhuǎn)固態(tài)硬盤

固態(tài)硬盤的硬件部分

固態(tài)驅(qū)動器（Solid State Disk或Solid State Drive，簡稱SSD），俗稱固態(tài)硬盤。固態(tài)硬盤是用固態(tài)電子存儲芯片陣列制成的硬盤，由控制單元和存儲單元（FLASH芯片、DRAM芯片）組成。固態(tài)硬盤在接口的規(guī)范和定義、功能及使用方法上與普通的硬盤完全相同，在產(chǎn)品外形和尺寸上也與普通硬盤一致，已被廣泛應(yīng)用于軍事、車載、工控、視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)終端、電力、醫(yī)療、航空、導(dǎo)航設(shè)備等諸多領(lǐng)域。

由于固態(tài)硬盤技術(shù)與傳統(tǒng)硬盤技術(shù)不同，所以產(chǎn)生了不少新興的存儲器廠商。廠商只需購買NAND存儲器，再配合適當?shù)目刂菩酒?，就可以制造固態(tài)硬盤了。新一代的固態(tài)硬盤接口主要有SATA3接口（圖1）、M.2接口（圖2）、SAS接口、MSATA接口和PCI-E接口，更換時要看清楚電腦的接口，不要買錯了。

固態(tài)硬盤的存儲介質(zhì)分為兩種，一種是采用閃存（FLASH芯片）作為存儲介質(zhì)，另一種是采用DRAM作為存儲介質(zhì)?；贒RAM的固態(tài)硬盤應(yīng)用范圍較窄，它仿效傳統(tǒng)硬盤的設(shè)計，可被絕大部分操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)工具進行卷設(shè)置和管理。而基于閃存的固態(tài)硬盤是固態(tài)硬盤的主要類別，其內(nèi)部構(gòu)造十分簡單，固態(tài)硬盤內(nèi)主體其實就是一塊PCB板，而這塊PCB板上最基本的配件就是主控芯片、緩存芯片（部分低端硬盤無緩存芯片）和用于存儲數(shù)據(jù)的閃存芯片。

主控芯片是固態(tài)硬盤的大腦，其作用一是合理調(diào)配數(shù)據(jù)在各個閃存芯片上的負荷，二是承擔了整個數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)、連接閃存芯片和外部SATA接口的任務(wù)。不同的主控芯片之間性能相差非常大，在數(shù)據(jù)處理能力、算法、對閃存芯片的讀取寫入控制上會有非常大的不同，直接導(dǎo)致固態(tài)硬盤產(chǎn)品在性能上產(chǎn)生高達數(shù)十倍的差距。

主控芯片旁邊是緩存芯片，固態(tài)硬盤和傳統(tǒng)硬盤一樣需要高速的緩存芯片輔助主控芯片進行數(shù)據(jù)處理。這里需要注意的是，有一些廉價固態(tài)硬盤為了節(jié)省成本，省去了這塊緩存芯片，這樣對性能會有一定的影響。

除了主控芯片和緩存芯片以外，PCB板上其余的部分就是NAND Flash閃存芯片了。NAND Flash閃存芯片又分為SLC（單層單元）、MLC（多層單元）以及TLC（三層單元）NAND閃存。一般來說，固態(tài)硬盤都有三年質(zhì)保，同時由于技術(shù)的不斷改進和成熟，所以我們不必太在意這些芯片類型。

固態(tài)硬盤的使用和保養(yǎng)

對于固態(tài)硬盤的使用和保養(yǎng)，我們一定要注意的是——在機械硬盤時代養(yǎng)成的“良好習慣”，未必適合固態(tài)硬盤，要與時俱進。

1.使用磁盤碎片整理

磁盤碎片整理程序是對付機械硬盤變慢的一個好方法，但它對于固態(tài)硬盤來說完全就是一種“折磨”。消費級固態(tài)硬盤的擦寫次數(shù)是有限制的，碎片整理會大大縮短固態(tài)硬盤的使用壽命。其實，固態(tài)硬盤的垃圾回收機制已經(jīng)是一種很好的“磁盤整理”，多余的整理完全沒必要。Windows的“磁盤整理”功能是機械硬盤時代的產(chǎn)物，并不適用于SSD（圖3）。

除此之外，使用固態(tài)硬盤時最好禁用Windows 7的預(yù)讀（Superfetch）和快速搜索（Windows Search）功能。這兩個功能的實用意義不大，而禁用可以降低硬盤的讀寫頻率（圖4）。

2.小分區(qū)，少分區(qū)

這還是由于固態(tài)硬盤的“垃圾回收機制”，在固態(tài)硬盤上徹底刪除文件，是將無效數(shù)據(jù)所在的整個區(qū)域摧毀，過程是先把區(qū)域內(nèi)有效數(shù)據(jù)集中起來，轉(zhuǎn)移到空閑的位置，然后把“問題區(qū)域”整個清除。

因此，我們在分區(qū)時不要把SSD的容量都分滿。例如一塊128G的固態(tài)硬盤，廠商一般會標稱120G，預(yù)留了一部分空間。但如果在分區(qū)的時候我們只分100G，留出更多空間，固態(tài)硬盤的性能表現(xiàn)會更好。這些保留空間會被自動用于固態(tài)硬盤內(nèi)部的優(yōu)化操作，如磨損平衡、垃圾回收和壞塊映射。這種做法被稱為“小分區(qū)”（圖5、圖6）。

“少分區(qū)”則是另外一種概念，關(guān)系到“4K對齊”對固態(tài)硬盤的影響。一方面主流SSD容量都不是很大，分區(qū)越多意味著浪費的空間越多，另一方面分區(qū)太多容易導(dǎo)致分區(qū)錯位，在分區(qū)邊界的磁盤性能可能受到影響。最簡單地保持“4K對齊”的方法就是用Windows 7自帶的分區(qū)工具進行分區(qū)，這樣能保證分出來的區(qū)域都是4K對齊的（圖7）。

3.留足剩余空間

固態(tài)硬盤存儲文件越多則性能越慢，而如果某個分區(qū)長期處于使用量超過90%的狀態(tài)，固態(tài)硬盤崩潰的可能性將大大增加。所以及時清理無用的文件，設(shè)置合適的虛擬內(nèi)存大小，將電影、音樂等大文件存放到機械硬盤非常重要，必須讓固態(tài)硬盤分區(qū)保留足夠的剩余空間（圖8）。

4.及時刷新固件

“固件”好比主板上的BIOS，控制固態(tài)硬盤的一切內(nèi)部操作，不僅直接影響固態(tài)硬盤的性能、穩(wěn)定性，也會影響到其壽命。優(yōu)秀的固件包含先進的算法，能減少固態(tài)硬盤不必要的寫入，從而減少閃存芯片的磨損，維持性能的同時也延長了固態(tài)硬盤的壽命。因此及時更新官方發(fā)布的最新固件顯得十分重要，不僅能提升硬盤性能和穩(wěn)定性，還可以修復(fù)之前出現(xiàn)的Bug（圖9）。

5.使用恢復(fù)指令

固態(tài)硬盤的Trim重置指令可以將硬盤完全恢復(fù)到出廠狀態(tài)，但不建議過多使用，因為對固態(tài)硬盤來說，每做一次Trim重置就相當于完成一次完整的擦寫操作，對磁盤壽命會有影響。（圖10）

固態(tài)硬盤分區(qū)篇

由于固態(tài)硬盤的結(jié)構(gòu)和機械硬盤有本質(zhì)的不同，因此固態(tài)硬盤要實現(xiàn)真正的性能發(fā)揮需要一些特殊的手段。其中尤其需要注意的是，固態(tài)硬盤的分區(qū)對于硬盤的性能起著至關(guān)重要的作用。要想全面發(fā)揮出固態(tài)盤的性能，就需要對固態(tài)硬盤進行分區(qū)。怎樣進行分區(qū)呢？下面給大家詳細介紹。

方法一：借助DiskGenius

DiskGenius是一款功能強大、靈活易用的分區(qū)軟件，具備最有效且容易上手的4K對齊分區(qū)功能。它支持各種機械硬盤、固態(tài)硬盤、混合硬盤，提供了獨特的快速分區(qū)、整數(shù)分區(qū)等功能。該軟件不用安裝，下載后就可直接使用，下載網(wǎng)址：http：//www.diskgenius.cn。

將固態(tài)硬盤安裝到電腦中，然后準備好一個啟動U盤或者啟動WinPE光盤，將DiskGenius復(fù)制到啟動U盤或光盤中，將啟動U盤或者光盤插入電腦。從U盤或光盤啟動后，打開DiskGenius程序。首先在左側(cè)點擊選中需要分區(qū)的SSD固態(tài)硬盤，點擊鼠標右鍵，選擇“建立新分區(qū)”，選擇“分區(qū)類型”，如果是啟動分區(qū)，必須選擇“主磁盤分區(qū)”。選擇文件系統(tǒng)類型為NTFS，再選擇新分區(qū)大小，一定要勾選“對齊到下列扇區(qū)數(shù)倍”，確認后就創(chuàng)建了該分區(qū)。再選擇空閑空間，用同樣的方法創(chuàng)建其他分區(qū)（圖11）。也可以進入“硬盤”菜單，點“快速分區(qū)”，一次創(chuàng)建多個分區(qū)。完成后，軟件會自動格式化硬盤，點擊“保存更改”，固態(tài)硬盤才開始進行分區(qū)。

方法二：Windows 7系統(tǒng)分區(qū)

如果你是首次安裝系統(tǒng)，且用的是Windows7原版安裝系統(tǒng)的話，Windows 7安裝過程中是自帶分區(qū)功能的，此分區(qū)可自動4K對齊。這里使用Windows 7光盤ISO安裝版，可以獲得較佳的兼容性和穩(wěn)定性。

使用此版本安裝基本就是一路點擊“下一步”。選擇“自定義（高級）”（圖12），可以根據(jù)自己需要進行分區(qū)。

注意：分區(qū)時，一定要保證4K對齊。一般情況下，新硬盤分區(qū)時，把分配單元大小選成4096即可，Windows 7版本以上的PE系統(tǒng)中默認值就是4096）。（圖13）

提示：固態(tài)硬盤4K對齊的重要性

SSD讀寫的最小單位叫“頁”（常見尺寸為4KB，實際視具體顆粒而定），閃存顆粒不允許像機械硬盤一樣覆蓋寫入。因此在有數(shù)據(jù)的地方要寫入新數(shù)據(jù)，需要先進行擦除操作，而擦除的最小單位是塊，每個塊都由很多個頁組成。傳統(tǒng)的分區(qū)偏移尺寸一直是從磁盤的第63個扇區(qū)（63×512B=31.5KB）開始，因此第一個用戶數(shù)據(jù)的前4KB，都是存放在系統(tǒng)“邏輯扇區(qū)”的31.5KB～35.5KB。在SSD上，這樣就會導(dǎo)致所有數(shù)據(jù)都橫跨在2個頁之間，這種情況必然導(dǎo)致SSD的性能受到嚴重影響（特別是隨機性能），因為每次的寫入操作在SSD上都變成了讀、擦、寫操作。

查看磁盤有沒有4K對齊，方法有很多種，最直接簡單的方法是下載AS SSD Benchmark軟件來檢測。如果顯示綠色ok，說明4K已對齊，如果顯示紅色bad，說明沒有對齊（圖14）。

如果用了一段時間后，才發(fā)現(xiàn)4K沒有對齊，如何補救呢？如果是剛裝系統(tǒng)，建議大家，重新進入PE把分區(qū)重新格式化，再裝系統(tǒng)，省心省事又快捷。如果用了一段時間才發(fā)現(xiàn)沒對齊，這時就要用專用軟件進行無損對齊了。筆者比較喜歡用Paragon Alignment Tool，通用性比較好。軟件裝好后打開，點next會檢測硬盤是否4K對齊。綠色表示4K已對齊，黃色表示可操作。勾上需要對齊的磁盤，再點Align Partition即可，系統(tǒng)會自動操作，中間會重啟進入對應(yīng)界面。所需時間視磁盤里文件多少而定，文件越多時間越長，因為需要搬運數(shù)據(jù)（圖15）。

SSD狀態(tài)監(jiān)控及性能優(yōu)化工具

據(jù)我們所知，與傳統(tǒng)的硬盤驅(qū)動器（HDD）相比，固態(tài)硬盤具有極高的磁盤性能，尤其是新出廠的硬盤，但隨著時間的推移，SSD的性能會急劇下降。而且當存儲在其中的數(shù)據(jù)達到總?cè)萘康募s70%時，更是如此。

SSD測試工具在監(jiān)控固態(tài)硬盤的運行狀況和性能方面發(fā)揮著重要作用，使用這些工具可以幫助你實施很多應(yīng)對措施，來最大限度地減少性能下降。最有效的此類軟件通常是SSD制造商自己提供的免費工具。

三星、英特爾和東芝的OCZ、金士頓等，都會為其SSD產(chǎn)品提供有效的工具。此外，還有其他一些SSD測試工具可與任何制造商的SSD一起使用。本文下面一一介紹。

1. 三星魔術(shù)師（Magician）

三星魔術(shù)師（Magician）是三星固態(tài)硬盤的專用優(yōu)化和維護工具。該工具提供了基礎(chǔ)評分測試，用戶可看到優(yōu)化前后的性能對比。另外，還能創(chuàng)建可引導(dǎo)U盤來升級固件。4.0版擁有全新設(shè)計的用戶界面、簡單直觀的硬盤狀態(tài)顯示、重新設(shè)計的系統(tǒng)優(yōu)化功能等（圖16）。

2.Intel 固態(tài)驅(qū)動器工具箱

軟件增強了Intel SSD管理功能，包括SSD性能優(yōu)化、系統(tǒng)設(shè)置、調(diào)校以及安全擦除數(shù)據(jù)、匯總并分析硬盤識別信息、SMART屬性查看、SSD硬盤診斷掃描，可以檢測任何可能發(fā)生的讀寫錯誤（圖17）。

3.OCZ SSD Utility

軟件包括以下功能：

1）儀表板：有關(guān)系統(tǒng)狀態(tài)、容量、界面、健康度、更新等情況的全面實時概覽。

2）維護：會不時地建議更新 SSD 的固件，以增強硬盤性能和穩(wěn)定性，幫您輕松更新固件。

3）健康度監(jiān)控：查看 SSD 的剩余壽命，確認您的 SSD 是否掛到合適的端口，以及設(shè)置適當模式來獲取高性能。

4）SSD Tuner：可用于精調(diào)您的 SSD，可快速調(diào)整超量配置以改進長期性能。

5）系統(tǒng)調(diào)校：使用此工具可調(diào)校操作系統(tǒng)與 SSD 的交互方式?？稍谌N模式（可靠性、性能或容量）中任選其一，或者自定義設(shè)置（圖18）。

4.Crucial Storage Executive

一款非常出色的英睿達SSD管理工具，軟件界面簡潔大方，功能全面，操作簡單。軟件能夠下載最新版本的固件，檢測SSD的工作溫度和總體運行狀況，一鍵清理硬盤上的所有數(shù)據(jù)，支持多種型號的SSD，是管理英睿達SSD的好幫手（圖19）。

5. 金士頓SSD Manager

金士頓SSD Manager的功能包括監(jiān)控固態(tài)硬盤運行狀況及使用情況;查看固態(tài)硬盤識別數(shù)據(jù)，包括型號名稱、序列號、固件版本和其他相關(guān)信息;利用自我監(jiān)控、分析和報告技術(shù)（SMART）以文本格式導(dǎo)出詳細的報告;更新固態(tài)硬盤固件;安全擦除數(shù)據(jù);管理 TCG Opal 和 IEEE 1667（圖20、圖21）。

SSD Life

SSD Life是一款專業(yè)的固態(tài)硬盤健康檢測工具，其不但能夠支持用戶檢測固態(tài)硬盤的品牌、型號、總計空間、可用大小、通電、微調(diào)等基本的參數(shù)數(shù)據(jù)，而且能夠通過收集S.M.A.R.T.來對驅(qū)動器的運行情況以及硬盤健康狀況進行評估，其軟件健康評估標準已經(jīng)獲得各大品牌制作商的承認，為您帶來更加專業(yè)的評估體驗（圖22）。

SsdReady

SsdReady是一款專為SSD打造的SSD壽命檢測工具。與其他檢測工具不同的是，SsdReady通過統(tǒng)計一天的硬盤使用量來推算壽命，結(jié)果十分精確可供參考（圖23）。

Tweak-SSD

Tweak-SSD是固態(tài)硬盤優(yōu)化工具，安裝后可以幫助你自動優(yōu)化SSD，并讓其工作在最佳工作狀態(tài)，可以關(guān)閉硬盤的磁盤分頁以及系統(tǒng)還原功能。其工作原理就是將網(wǎng)上主流的SSD優(yōu)化方式進行組合，然后通過批處理來完成所有的優(yōu)化操作，使用起來簡單快捷。軟件優(yōu)化和調(diào)整您的系統(tǒng)，以獲得更好的SSD驅(qū)動器性能，使其更快，并減少讀寫訪問。直觀的調(diào)整向?qū)槟阃扑]最好的設(shè)置，包括TRIM性能優(yōu)化器（僅限許可版）。（圖24、圖25）

CrystalDiskMark

CrystalDiskMark是一款測試硬盤或者存儲設(shè)備的小巧工具，其簡單易于操作的界面讓你隨時可以測試你的存儲設(shè)備。存儲設(shè)備大小和測試數(shù)字都可以選擇，還可測試讀和寫的速度（圖26）。

CrystalDiskInfo

CrystalDiskInfo是一款檢測本機硬盤詳細信息的工具，其通過讀取S.M.A.R.T了解硬盤健康狀況，包括接口、轉(zhuǎn)速、溫度、使用時間等。軟件還會根據(jù)S.M.A.R.T的評分做出評估，當硬盤快要損壞時還會發(fā)出警報（圖27）。

SSD-Z

SSD-Z是最新推出的一款針對SSD設(shè)備的高可靠性的測試軟件，同樣也支持HDD機械硬盤。它能夠通過讀取硬盤固件中的信息，為你提供實時的硬盤健康狀態(tài)匯報，具體功能包括檢測設(shè)備信息、SSD健康參數(shù)讀取、查看分區(qū)狀態(tài)、性能測試和設(shè)備診斷（圖28）。

結(jié)語：

對于固態(tài)硬盤，本文就介紹到這里。正確地使用固態(tài)硬盤，掌握固態(tài)硬盤的使用技巧和方法，可以令我們大大提高工作和學習的效率。硬件有價，數(shù)據(jù)無價，隨時掌握我們的固態(tài)硬盤的狀況也是非常重要的，千萬不要心存僥幸，因為硬盤不出問題則已，一出問題可能就會帶來嚴重的后果。